碗扣支架计算书(芜申运河大桥直线段桥)1.doc

芜申运河大桥悬浇箱梁直线段现浇支架设计计算书一、支架设计概要（一）设计计算依据1、芜申运河大桥施工设计图纸；2、路桥施工计算手册；3、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ1302004）。（二）、计算内容1、15mm厚竹胶板强度、刚度2、纵向100mm100mm方木强度、刚度3、 横向14#工字钢强度、刚度及支架整体稳定性验算（三）、模板支架设计基本构造及荷载传递路线1. 基本构造：浇筑砼垫层，搭设支架，搁置支架底托，搭设碗扣支架，放置顶托，顶托上放置横向14#工字钢，再在14#工字钢上面纵向放置100mm100mm方木，纵向方木上部铺设15mm厚竹胶板，作为箱梁底模。 2. 荷载传递路线 ：荷载传递路线：底模纵向方木横向工字钢支架顶托支架立柱底托地基。二、支架结构布置1、15mm胶合板作底板。2、纵桥向腹板处方木按间距20cm布置；箱体其余位置按30cm布置1010cm木方；翼板部位纵桥向布置14#工字钢，间距为60cm和90cm，在工字钢上横向布置1010cm木方间距为30cm； 3、箱梁底板横桥向布设14#工字钢，布置间距为90cm；在接近距合拢段3m处间距为60cm，在腹板处间距全部为60cm 。4、碗扣支架：a、箱体腹板处纵桥向立杆间距为60，横向间距为60；箱梁底板处纵横向立杆间距均为90；在接近距合拢段3m处加密，纵横向间距均为60。b、翼板部位纵横桥向立杆间距为90，靠近腹板根部立杆间距纵横向为60。c、立杆步距为120。5单根立杆钢管轴向允许承载力计算支架采用扣碗式钢管支架，支架钢管截面几何特性如下： 直径=48mm 壁厚=3.5mm截面积A=4.89cm2 ，I=/64（484-414）=12.187cm4横杆步距=120cm i=1.578cm 长细比=120/1.578=76 查路桥施工计算手册得稳定系数=0.676单根钢管轴向允许承载力：R= A = 0.6764.89140=46KN，根据厂家提供的支架允许承载力，横杆步距为1.2m时，立杆允许承载力为R=30KN三、支架受力计算：1、底模受力计算：底模采用15mm胶合板底板（取1米宽验算）：验算部位：取最不利部位，即腹板部位进行受力验算，其跨距为0.20m。砼自重荷载（箱梁高度为2.4m）q1262.462.4KN/m施工荷载按2.5Kpa计，振捣砼产生荷载按2.0Kpa计，倾倒砼时产生荷载按2.0Kpa计，则q22.5+2+26.5 KN/m下传荷载qq1q268.9 KN/m考虑底模为连续结构，弯距M（1/10）qL2（1/10）68.90.220.28 KN.m截面模量：W=（bh2）/6（1001.52）/637.5cm3M/W7.5N/mm2=20 N/mm2所以15mm胶合板强度满足要求。刚度计算：胶合板E 按木方取10103MPaI=（bh3）/12（1001.53）/1228.1cm4f=ql4/(128EI)=0.3f=200/400=0.5 刚度满足要求。2、纵肋1010cm方木：21腹板部位： 1010cm 方木按间距200mm顺桥向布置，计算跨度取相邻两立杆间距L0.6m。1）强度验算砼自重荷载q12.40.22612.48KN/m施工荷载按2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）0.251.3KN/m所以下传荷载qq1+q213.78KN/m 弯距M=（1/8）qL 2（1/8）13.780.6 2=0.62KN.m截面模量：W=（bh2）/6（10102）/6166.7cm3M/W=（0.62103）/166.73.7N/mm2 =12N/mm2所以腹板部位1010cm木方横桥向按间距200mm布置强度满足要求。2） 刚度验算方木弹性模量E 取9103MPaI（bh3）/12=（10103）/12=833.3cm4f（5qL4）/（384EI）（513.780.641010）/（3849000102833.3）=0.31f=L /400=600/400=1.5 所以腹板部位1010cm木方横桥向按间距20mm布置刚度满足要求。22顶底板部位： 1010cm 方木顺桥按间距300mm布置，计算跨度取相邻两肢柱间最大间距L0.9m计算。1） 强度验算 箱梁顶板厚为0.28m, 底板厚为0.3m。砼自重荷载q126(0.28+0.3)0.34.524KN/m施工荷载按2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）0.31.95KN/m所以下传荷载qq1+q26.474KN/m 弯距M=（1/8）qL 2（1/8）6.4740.9 2=0.655 KN.m截面模量：W=（bh2）/6（10102）/6166.7cm3M/W=（0.655103）/166.73.93N/mm2 =12N/mm2所以顶底板部位1010cm木方横桥向按间距300mm布置强度满足要求。2） 刚度验算I（bh3）/12=（10103）/12=833.3cm4f（5qL4）/（384EI）（56.4740.941010）/（3849000102833.3）=0.7f=L /400=900/400=2.25 所以顶底板部位1010cm木方横桥向按间距300mm布置刚度满足要求。3、横梁14#工字钢3.1腹板位置横向14#工字钢及碗扣支架验算计算宽度按支架横桥向布置间距=0.6m，跨度按碗扣支架立柱间距=0.6m计算。1）14#工字钢强度验算砼自重荷载q12.40.62637.44KN/m施工荷载2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）0.64.5 KN/m所以qq1 q241.94KN/m弯矩M=（1/8）qL2（1/8）37.440.621.68KN.m14#工字钢截面模量W= 101.7cm3M/W16.5N/mm2 w145 N/mm2所以腹板部位14#工字钢顺桥向间距为600mm，横桥向间距600mm布置，强度满足要求。2）14#工字钢刚度验算：14#工字钢：I712cm4 f（5qL4）/（384EI）（541.940.64108）/（3842.1105712）=0.05f=L /400=600/400=1.5 3）碗扣支架强度验算在箱梁腹板部位支架进行加强，顺桥向间距600mm，横向间距600mm；在靠近合拢段2m处支架纵横间距为6060，计算时取6060区域计算，腹板厚度为0.5m，支架单根立杆反力计算：R =0.50.62.42618.72KNR=30KN支架立杆强度满足要求。3.2 顶、底板部位横向14#工字钢及碗扣支架强度验算1）14#工字钢强度验算计算宽度按碗扣支架横桥向最大间距=0.9m，跨度按碗扣支架顺桥向布置间距=0.9m砼自重荷载q126（0.28+0.3）0.913.57KN/m施工荷载2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）0.95.85 KN/m所以qq1 q219.42KN/m弯矩M=（1/8）qL2（1/8）19.420.921.966KN.mW= 101.7cm3M/W19.3N/mm2 w145 N/mm2强度满足要求。2）14#工字钢刚度验算：14#工字钢：I712cm4f（5qL4）/（384EI）（519.420.94108）/（3842.1105712）=0.11f=L/400=900/400=2.25 刚度满足要求。3）碗扣支架强度验算支架单根立杆反力计算：R =0.90.9（0.28+0.3）2612.2KNR=30KN 支架立杆强度满足要求。4、翼缘板部位支架强度验算翼缘板部位支架顶托上放置纵向14#工字钢后，再横向间距=30设置方木，在方木上铺设竹胶板。1）横向方木1010强度验算计算取翼缘板根部平均厚度计算，按（65+45）/2=55计算，宽度按碗扣支架顺桥向最大间距=0.3m，跨度按碗扣支架横桥向布置间距=0.6m。砼自重荷载q1260.550.34.29KN/m施工荷载2.5Kpa、振捣倾倒砼时产生荷载均按2.0Kpa计，则q2（2.5+2+2）0.31.95 KN/m所以qq1 q26.24KN/m弯矩M=（1/8）qL2（1/8）6.240.620.28 KN.mW= （bh2）/6（10102）/6166.7cm3M/W1.68 N/mm2 10 N/mm2强度满足要求。2）横向方木1010刚度验算：I（bh3）/12=（10153）/12=833.5cm4 f（5qL4）/（384EI）（56.240.64105）/（3849833.5）=0.14 f=L /400=600/400=1.5 刚度满足要求。3）纵向14#工字钢计算通过顶底板强度及刚度计算可知，翼缘板部位纵向12#槽钢可满足要求。4）碗扣支架强度验算支架单根立杆反力计算：R =0.60.90.55267.72KN94,满足要求。四、支架的稳定性验算支架抗倾覆计算取最大跨径L=8-1.35=6.65米计算，碗扣支架宽度B=14.4米，高度取H=16.5米。碗扣支架采用48壁厚3.5mm钢管，根据路桥施工计算手册查得，钢管每延米重q=3.839/m，经计算现场钢管总延米为立杆：9*14.35*10+16.5*10*10=2941.5米，横杆：14.4*10*14+6.65*19*10=3784.9，偏安全计算（不考虑底模重量），计算碗扣支架总重为：G=3.839*（2941.5+3784.9）=25822.6=258.6 KN由建筑结构荷载规范查得南京地区最大风压q=0.45kn/m2计算风荷载得：P=qLh=16.5*6.65*0.45=49.38KN碗扣支架抗倾覆计算：碗扣支架力距： G*B/2=258.6*14.4/2=1861.9KN.m风荷载力距： p*h/2=49.38*16.5/2=407.4KN.m碗扣支架抗倾覆系数：1861.9/407.4=4.57K=3支架整体稳定性满足要求。五、地基承载力验算由以上计算可知：单立杆最大受力P=18.72KN,立杆底托截面为1212，砼垫层厚度为12，在接近合拢段处砼垫层加层为20cm，则砼垫层底应力为=N/A=18.72/（0.36*0.36）=144.4Kpaf=200Kpa，地基50厚经3：7石灰土处理，地基允许承载力按200KPa考虑，=144.4Kpaf=200Kpa地基承载力符合要求。经以上计算，本桥支架符合要求。六、堆载预压方案:现浇支架预压是现浇支架非常重要的一道工序，是对整个支架搭设及其基础质量的一次全面的检查，包括支架结构的强度、刚度、稳定性以及支架的弹性和非弹性变形。通过支架预压，精确测得支架的非弹性变形和弹性变形。支架的非弹性变形，通过支架预压基本消除，测得支架的弹性变形与理论计算值进行比较分析，并在支架最后调整时作为可靠的根据，使整个现浇支架既符合设计要求，又满足技术规范对支架的质量要求，从而确定现浇梁质量。在预压过程中，测得的总垂直变形包含两部分变形，即非弹性变形和弹性变形，当预压荷载卸除后，测得的支架回升值即为支架弹性变形，在支架高程调整时加以考虑，其中没有恢复的部分即为支架的非弹性变形（主要是支架接缝压密和地基等产生的不可恢复的塑性变形等）。为此，在支架预压前和预压过程中，以及卸载后组织测量人员，采用水平仪进行不间断的观测，观测支架的变形，并作出详细的记录。1、支架沉降观测沿现浇箱梁纵向每3米布设一个断面，每断面横向每道腹板设置一个观测点，观测点统一编号，以便于分析支架沉降，调整模板标高，掌握第一手数据。支架预压荷载的质量达到现浇箱梁混凝土总体质量的120%，预压须保证48小时以上无明显沉降，支架的沉降变形在2mm以内方可以卸载。此次压载采用砂袋压载，根据现浇箱梁荷载分布情况，进行砂袋布置。2、静载试验的加载程序支架搭设完成后，布设测点并进行初始观测。接着变形观测按箱梁加载0%，50%，120%，0%进行测量监控，并对观测数据进行分析。1）、测点布置在